JP7674558B2 - 手持ち式電動バキューム - Google Patents

Description

本発明は、塵や回収物などの吸い込み作業を行う手持ち式の電動バキュームに関するものである。

落ち葉などの塵や回収物などを吸い込んで収集する作業（以下、吸い込み作業）に用いられるバキュームは、送風機による吸引でパイプ内に吸引圧（負圧）を生じさせ、パイプの一端側に設けた吸い込み口から塵などをパイプ内に吸い込んで、吸い込んだ塵などの吸引物をパイプの他端側に設けた排出口から袋等の収集体内に収集するものである（下記特許文献１参照）。

米国特許第９８７４２２５号明細書

前述した従来のバキュームは、パイプ内を負圧にするために、パイプ内の空気を送風機で吸引し、パイプから分岐した圧力流路からパイプ外に放出しており、吸い込み口からパイプ内に吸い込まれた吸引物の一部は、ファンが回転する送風機のケーシングを経由して圧力流路に送られる。このため、従来のバキュームは送風機のファンと吸引物とが接触して、騒音を発生したり、ファンの破損を招いたりする問題があった。

また、従来のバキュームは、前述した圧力流路では、送風機が介在する部分で流路が狭くなってしまうので、吸い込み口からパイプ内に吸い込んだ大きな吸引物は圧力流路を介して収集することができない。また、メインのパイプの圧力流路より下流側は、排出口に向けて大きな送風圧が得られないので、大きな吸引物を円滑に排出口に送り出すことができない。このため、従来のバキュームは、大きな吸引物を効率よく収集することができない問題があった。

更に、従来のバキュームは、吸い込み作業の専用機であるが、広範囲の落ち葉清掃などでは、周囲に広がっている落ち葉をある程度地上で集めた状態で吸い込むことが効率的であり、吸い込み作業を行う前に、吹き出し用のブロアを併用することが行われている。このため、吸い込みと吹き出しを切り替えられる作業機が求められているが、従来のバキュームでは構造上簡易に切り替えを行うことができない問題があった。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、吸い込み作業を行うバキュームにおいて、作業時の騒音を抑制すること、送風機の破損を抑止すること、大きな吸引物を効率よく収集できるようにすること、吸い込み（バキューム）と吹き出し（ブロア）の切り替えを簡易に行えるようにすること、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
吸い込み作業を行う手持ち式の電動バキュームであって、一端側に吸い込み口を有し他端側に排出口を有するパイプと、前記パイプの外側に設けられ、電動モータによって駆動される送風機と、前記パイプの外側であって前記パイプの長手方向前記排出口寄りに設けられる手持ち用のハンドルと、前記パイプの長手方向前記吸い込み口寄りに設けられ、前記送風機による圧力風を前記パイプの周囲から前記パイプ内に送り込んで、前記排出口に向けて噴出させるエジェクタ部とを備え、前記パイプは、前記吸い込み口を有する先端パイプと、該先端パイプが先端側に接続され基端側に前記排出口を有する本体パイプを備え、前記エジェクタ部は、前記本体パイプ内に挿入された前記先端パイプの外側に沿って圧力風を噴出させ、前記先端パイプは、前記本体パイプに対してスライド自在に接続され、前記先端パイプの外周には、前記エジェクタ部に送り込まれた圧力風を前記排出口側に噴出させるか前記吸い込み口側に噴出させるかを切り替える仕切り板が設けられていることを特徴とする手持ち式電動バキューム。

このような特徴を有する本発明の手持ち式電動バキュームは、吸い込み作業を行うバキュームにおいて、作業時の騒音を抑制することができ、また、送風機の破損を抑止することができ、また、大きな吸引物を効率よく収集することができ、また、吸い込み（バキューム）と吹き出し（ブロア）の切り替え機構を簡易に組み込むことができる。

本発明の実施形態に係る手持ち式電動バキュームの外観図（（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図）。 図１（ｂ）におけるＺ１－Ｚ１断面図。 図１（ａ）におけるＹ１－Ｙ１断面図である。 手持ち式電動バキュームのパイプを地面に置いた状態の説明図。 手持ち式電動バキュームにおける送風機とバッテリの配置例を示した説明図（（ａ）が配置例１、（ｂ）が配置例２、（ｃ）が配置例３、（ｄ）が配置例４）。 手持ち式電動バキュームの使用状態を示した説明図。 手持ち式電動バキュームの吸い込み（バキューム）と吹き出し（ブロア）切り替え機構を示した説明図（（ａ）が吸い込み状態、（ｂ）が吹き出し状態）。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１～図３に示すように、手持ち式電動バキューム（以下、単にバキューム）１は、吸い込み作業を行うハンドヘルド作業機であり、塵や回収物を吸引するパイプ１０と、送風機２０と、ハンドル３０と、エジェクタ部４０を備えている。

パイプ１０は、一端側に吸い込み口１０Ａを有し他端側に排出口１０Ｂを有しており、吸い込み口１０Ａからパイプ１０内に吸い込んだ吸引物を排出口１０Ｂから排出する。吸い込み作業時には、排出口１０Ｂに図示省略した収集袋等が装着される。

パイプ１０は、図示の例では、吸い込み口１０Ａを有する先端パイプ１１と、先端パイプ１１が先端側に接続され基端側に排出口１０Ｂを有する本体パイプ１２を備えている。

また、パイプ１０は、先端パイプ１１と本体パイプ１２の全長に亘って、吸い込み口１０Ａの口径と同じかまたはそれ以上の内径を有している。これにより、吸い込み口１０Ａからパイプ１０内に吸い込まれた全ての吸引物は、大きな抵抗を受けることなく、円滑に排出口１０Ｂまで送られる。

図示の例では、パイプ１０は、長手方向中央部１０Ｃから排出口１０Ｂの間に屈曲部１０Ｔを有しているが、屈曲部１０Ｔを設けることなく直線状のものであってもよい。

送風機２０は、パイプ１０の外側に設けられている。より具体的には、送風機２０は、パイプ１０の外周に近接配置されている。図２を参照し、送風機２０は、内蔵された電動モータ２１によって駆動される遠心送風機であり、電動モータ２１の駆動軸とファン２２の回転軸が同軸であって、パイプ１０の長手方向と交差する方向に配備されている。ボリュート形状を有する送風機２０のケーシング２３は、パイプ１０の外周に沿って配置されており、ファン２２の回転で吸い込み部２４から吸い込まれた風がケーシング２３内を通って、パイプ１０の外周に沿って配置される圧力流路２５内に圧縮空気として送られる。尚、圧縮空気を送ることができれば、図示の遠心送風機に替えてコンプレッサー等を採用してもよい。

手持ち用のハンドル３０は、パイプ１０の外側であって、パイプ１０の長手方向排出口１０Ｂ寄りに設けられる。図示の例では、ハンドル３０は、パイプ１０の長手方向中央部１０Ｃと排出口１０Ｂの間に配置されている。

また、図示の例では、ハンドル３０は、パイプ１０の屈曲部１０Ｔ上に設けられており、一端側が屈曲部１０Ｔより先端側に接続され他端側が屈曲部１０Ｔより基端側に接続されるハンドル枠３１を備えている。ハンドル枠３１には、中央に把持部３２が設けられ、把持部３２の内側には、送風機２０の電動モータ２１の回転速度を調整する操作部材３３が設けられている。

パイプ１０の外側には、排出口１０Ｂ寄りに電動モータ２１に給電するバッテリ５０が取り付けられている。図示の例では、パイプ１０におけるハンドル３０より基端側であって、ハンドル３０の下側が、バッテリ５０の収容部になっている。

エジェクタ部４０は、パイプ１０の長手方向吸い込み口１０Ａ寄りに設けられ、送風機２０による圧力風をパイプ１０の周囲からパイプ１０内に送り込んで、排出口１０Ｂに向けて噴出させるものである。エジェクタ部４０から噴出される圧力風は、パイプ１０の内面に沿って、排出口１０Ｂに向けて噴出される。この圧力風により、その内側の圧力が低下することになり、パイプ１０内には、吸い込み口１０Ａから排出口１０Ｂに向けた吸引流が発生する。

エジェクタ部４０は、パイプ１０の外側に突出して設けられる環状流路４１を備えている。環状流路４１は、パイプ１０の中心軸Ｐ周りに環状に設けられており、環状流路４１には、圧力流路２５を介して送風機２０による圧力風が導入される。図１（ｂ）及び図３に示すように、圧力流路２５は、環状流路４１に対してその中心がオフセットした位置に接続されている。これによって、環状流路４１では、圧力風がパイプ１０の中心軸Ｐ周りの旋回流になる。

環状流路４１は、パイプ１０の中心軸Ｐ周り全周でパイプ１０内部に連通する開口部４２を有している。そして、開口部４２に対応するパイプ１０の内部には、ノズル部４３が形成され、このノズル部４３から圧力風が旋回しながらパイプ１０の内面に沿って噴出される。

図示の例では、ノズル部４３は、本体パイプ１２内に挿入された先端パイプ１１によって形成されている。これによると、エジェクタ部４０の環状流路４１からは、本体パイプ内に挿入されている先端パイプ１１の外側に向けて圧力風が送風され、先端パイプ１１の外側（外周面）に沿って、圧力風が排出口１０Ｂに向けて噴出される。

このように構成されるバキューム１は、パイプ１０内に一端側の吸い込み口１０Ａから他端側の排出口１０Ｂに至る分流のない一方向の吸引流を形成する。また、パイプ１０内には縮径部が無いので、パイプ１０は、大きな吸引物を通すのに十分な大きさの内径を長手方向に沿って維持している。

これにより、バキューム１は、吸い込み口１０Ａからパイプ１０内に吸い込んだ吸引物を効率よく排出口１０Ｂに導くことができ、吸い込み口１０Ａから大きな吸引物を吸い込んだ場合にも、詰まり等を生じることなく円滑に排出口１０Ｂに導いて収集することができる。

特に、バキューム１は、エジェクタ部４０からパイプ１０内に旋回流が送り込まれるので、その旋回流によって、吸引物を巻き込みながら排出口１０Ｂまで搬送することができ、吸引圧を過剰に高くしなくても、遠心力によって確実な吸引物の搬送が可能になる。

また、このバキューム１は、パイプ１０内から送風機２０に向かう送風が生じないので、送風機２０内に、パイプ１０内に吸い込んだ吸引物が入り込むことがない。これにより、吸引物が送風機２０のファン２２に衝突して、騒音を発生したり、ファン２２を破損したりする不具合が生じることがなく、作業中の騒音を抑制できると共に、送風機２０の破損を抑止して高い耐久性を維持することができる。

次に、バキューム１の各部の配置構成について説明する。図１～図３に示した例では、バキューム１は、パイプ１０の先端側（吸い込み口１０Ａ側）から、エジェクタ部４０、送風機２０、ハンドル３０、バッテリ５０の順に配置されている。また、パイプ１０に屈曲部１０Ｔを設けて、屈曲部１０Ｔの上側にハンドル３０を設け、屈曲部１０Ｔの下側のスペースに送風機２０の駆動回路５１を設けている。

このような各部の配置によると、エジェクタ部４０に近接して送風機２０を配置することで、圧力流路２５の長さを短くすることができ、送風性能損失を少なくすることができる。また、屈曲部１０Ｔを設けることによってパイプ１０の周りに生じる空きスペースを効率よく利用して、送風機２０や駆動回路５１を配置しているので、全体として各部がパイプ１０周りにコンパクトに収められている。更には、重量物であるバッテリ５０をハンドル３０の近くに配置していることで、ハンドル３０の把持部３２を片手で持った時の重量負担を軽減することができる。

また、屈曲部１０Ｔを有するパイプ１０において、パイプ１０の下側に送風機２０や駆動回路５１を配置した場合には、図４に示すように、バキューム１本体を地面に置いたときに、屈曲部１０Ｔによって生じるパイプ１０下方の空きスペースに送風機２０等が収まるので、地面に送風機２０等が当たってしまう不具合を回避することができる。

しかしながら、前述したバキューム１の各部の配置は一例であって、各種の配置構成を適宜採用することができる。図５はその例を示している。（ａ）は、配置例１を示しており、この例では、パイプ１０の下側に送風機２０とバッテリ５０を配置している。（ｂ）は、配置例２を示しており、この例では、送風機２０は、パイプ１０の上側に配置しており、バッテリ５０は、ハンドル３０の基端側に配置している。（ｃ）は、配置例３を示しており、この例では、送風機２０をパイプ１０の下側に配置し、バッテリ５０をパイプ１０の上側に配置している。（ｄ）は、配置例４を示しており、送風機２０をパイプ１０の下側に配置し、バッテリ５０をハンドル３０の下側に配置している。なお、この例に限らず、重量バランス等を考慮して各種の配置が可能である。

バキューム１は、図６に示すように、片手でハンドル３０の把持部３２を把持して、パイプ１０の吸い込み口１０Ａを下向きにして吸い込み作業を行う。パイプ１０の排出口１０Ｂには、パイプ１０に吸い込んだ吸引物を収集するための袋Ｂ等が適宜接続される。

この際、図１等に示した例では、バキューム１が備える重量物である送風機２０とバッテリ５０が把持部３２の前後に分けて配置されている。これにより、送風機２０の重心位置Ｇ１とバッテリ５０の重心位置Ｇ２の間にハンドル３０が位置することになり、送風機２０の重量（重心位置Ｇ１）とバッテリ５０の重量（重心位置Ｇ２）を合成した重量の重心位置Ｇ０（ここが大凡バキューム本体の重心位置になる）が、把持部３２の鉛直方向下方に重なって位置している。

このように、バキューム１本体の重心位置がハンドル３０における把持部３２の下方に位置する重量バランスにすることで、作業者は、バランス良く把持部３２を把持して、大きな重量負荷を受けることなく作業を行うことができる。また、図４に示した各例の場合にも、適宜重量バランスを考慮することで、図６に示した例と同様に、ハンドヘルド作業機として快適な作業が可能になる。

図７に示した実施形態のバキューム１Ｔは、前述したバキューム１に簡単な切り替え機構を付加することで、吸い込み作業と吹き出し作業の切り替えを可能にしている（切り替え機構以外は前述したバキューム１と同様の構成になる。）。

切り替え機構としては、先端パイプ１１が、本体パイプ１２に対してスライド自在に接続されており、先端パイプ１１の外周には、エジェクタ部４０に送り込まれた圧力風を排出口１０Ｂ側に噴出させるか吸い込み口１０Ａ側に噴出させるかを切り替える仕切り板１１Ａが設けられている。

図７（ａ）は、吸い込み作業を行う際の切り替え状態を示している。この状態では、先端パイプ１１は、矢印ａの方向（先端側）にスライドして、仕切り板１１Ａが環状流路４１における先端側の縁に設けられたストッパに当接している。これにより、仕切り板１１Ａが環状流路４１からパイプ１０内の先端側に向かう圧力風を塞ぐことになり、環状流路４１からパイプ１０内に入る圧力風は、先端パイプ１１の外周に沿って排出口１０Ｂに向けて噴出される。この状態では、先端パイプ１１の先端が吸い込み口１０Ａになり、パイプ１０内には、吸引流が形成される。

これに対して、図７（ｂ）は、吹き出し作業を行う際の切り替え状態を示している。この状態では、先端パイプ１１は、矢印ｂの方向（基端側）にスライドして、仕切り板１１Ａが環状流路４１における基端側の縁に設けられたストッパに当接している。これにより、仕切り板１１Ａが環状流路４１からパイプ１０内の基端側に向かう圧力風を塞ぐことになり、環状流路４１からパイプ１０内に入る圧力風は、先端パイプ１１の外周に沿って先端側（吸い込み口１０Ａ側）に向けて噴出される。この状態では、先端パイプ１１の先端側が吹き出し口になり、パイプ１０内には、パイプ１０の基端側から先端側に向けた吐出流が形成される。

図７（ｂ）に示した例では、先端パイプ１１の先端（吸い込み口１０Ａ）が本体パイプ１２の内側に収納された状態になっている。これによると、先端パイプ１１の外周に沿って先端側に噴出された圧力風が、本体パイプ１２の先端部内側で方向規制され、広がりを抑えた風が本体パイプ１２の先端側から吹き出されることになる。これにより、ターゲットを定めた吹き出しが可能になって効果的に寄せ集め作業を行うことができる。

このように、図７に示した本発明の実施形態に係るバキューム１Ｔは、簡単な切り替え機構を付加することで、バキュームとブロアの兼用作業機になる。従来技術として、アタッチメントを外付けするなどして、バキュームとブロアの切り替えを行う例は知られているが、この場合にはアタッチメントの着脱が煩雑になり、切り替えに多大な手間を要していた。本発明の実施形態に係るバキューム１Ｔは、アタッチメントの着脱は不要であり、簡易な切り替え操作だけで、バキュームとブロアの切り替えが可能になるので、操作が簡単であるだけでなく、アタッチメントを別途保管する必要が無く保管等の管理も容易になる。

本発明の実施形態に係るバキューム１Ｔは、広範囲の落ち葉清掃などでは、ブロアに切り替えて、周囲に広がっている落ち葉をある程度地上で集めた状態にし、その後バキュームに切り替えて、集めた落ち葉などを吸い込むことができるので、効率的な収集作業が可能になる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１，１Ａ～１Ｄ，１Ｔ：バキューム（手持ち式電動バキューム），
１０：パイプ，１０Ａ：吸い込み口，１０Ｂ：排出口，
１０Ｃ：中央部，１０Ｔ：屈曲部，
１１：先端パイプ，１１Ａ：仕切り板，１２：本体パイプ，
２０：送風機，２１：電動モータ，２２：ファン，
２３：ケーシング，２４：吸い込み部，２５：圧力流路，
３０：ハンドル，３１：ハンドル枠，３２：把持部，３３：操作部材，
４０：エジェクタ部，４１：環状流路，４２：開口部，４３：ノズル部，
５０：バッテリ，５１：駆動回路，Ｐ：中心軸，Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２：重心位置

Claims (6)

1. 吸い込み作業を行う手持ち式の電動バキュームであって、
   一端側に吸い込み口を有し他端側に排出口を有するパイプと、
   前記パイプの外側に設けられ、電動モータによって駆動される送風機と、
   前記パイプの外側であって前記パイプの長手方向前記排出口寄りに設けられる手持ち用のハンドルと、
   前記パイプの長手方向前記吸い込み口寄りに設けられ、前記送風機による圧力風を前記パイプの周囲から前記パイプ内に送り込んで、前記排出口に向けて噴出させるエジェクタ部とを備え、
   前記パイプは、前記吸い込み口を有する先端パイプと、該先端パイプが先端側に接続され基端側に前記排出口を有する本体パイプを備え、
   前記エジェクタ部は、前記本体パイプ内に挿入された前記先端パイプの外側に沿って圧力風を噴出させ、
   前記先端パイプは、前記本体パイプに対してスライド自在に接続され、
   前記先端パイプの外周には、前記エジェクタ部に送り込まれた圧力風を前記排出口側に噴出させるか前記吸い込み口側に噴出させるかを切り替える仕切り板が設けられていることを特徴とする手持ち式電動バキューム。
2. 前記パイプの内径は、前記パイプの全長に亘って前記吸い込み口の口径以上であることを特徴とする請求項１記載の手持ち式電動バキューム。
3. 前記パイプは、長手方向中央部から前記排出口の間に屈曲部を有することを特徴とする請求項１又は２項記載の手持ち式電動バキューム。
4. 電動バキューム本体の重心位置が、前記ハンドルにおける把持部の下方に位置することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の手持ち式電動バキューム。
5. 前記パイプの外側には、前記排出口寄りに前記電動モータに給電するバッテリが取り付けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項記載の手持ち式電動バキューム。
6. 前記バッテリの重心位置と前記送風機の重心位置の間に、前記ハンドルが位置することを特徴とする請求項５記載の手持ち式電動バキューム。